专利名称：基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无源探测领域，特别涉及一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布 式无源探测系统。
背景技术：
在电子干扰日益复杂的现代高科技战争中，如何进一步提高雷达的“四抗”(抗干 扰、扛低空突防、抗反辐射导弹和抗隐身)能力是研制新体制雷达的重要目标。无源雷达通过天线接收来自目标辐射源的 直射波和外部辐射源照射目标后形成 的反射波或散射波携带的信息(包括多普勒频移、多站接收信号的时间差和到达角等)，经 信息处理后完成目标的定位和跟踪，其自身不发射任何辐射，所以有低截获概率特性，在现 代电子战中对地方隐形飞机、反辐射导弹具有较强的优势和生存能力。由于没有能量覆盖 和杂波问题，理论上不存在探测盲区。这些都使得无源探测设备具有先天性的综合“四抗” 能力。如图1所示，当前传统探测方式提供的一种无源雷达探测方案，由若干个侦收站 临时布置于防护区域构成，各个侦收站通过临时的有线或无线通信方式进行互联，所以这 种方式不易大规模布置，防护区域有限，对目标的检测跟踪能力有限，并且无法实现无人值守。
发明内容
本发明提供一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统方案，以 提供一种易于布置、覆盖范围广、维护费用低、探测可靠性高、人力使用成本低的无源探测 系统方案。为了实现上述目的，本发明的技术方案为—种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统，其特征在于，包括 侦收单元、通信链路和主控制中心，其中，所述侦收单元包括天线单元、射频信号处理单 元、基带信号处理单元、同步授时单元和通信服务单元；所述主控制中心包括通信服务单 元、数据融合单元、目标定位/跟踪单元、目标识别单元、综合显示控制单元、二次搜索决策 单元和侦收设备管理单元；所述天线单元，主要接收仰角为30度以上方向的信号；所述射频信号处理单元，与所述天线单元链接，用于接收天线单元接收到的侦测 信号，并将所述侦测信号生成零中频基带数据，并向所述基带信号处理单元发送基带数 据；所述同步授时单元，与基地信号处理单元链接，用于接收BD/GPS/GL0NASS卫星信 号，并向所述基地信号处理单元发送时间信息和PPS信号；所述基带信号处理单元，与射频信号单元和同步授时单元链接，用于接收射频单 元发送的基带数据和同步授时单元的时间信息和PPS，根据PPS对基带数据赋予时间信息，并对所述基带数据进行直达信号和多径信号抑制，最后进行目标反射信号TOA、FOA、DOA、 AOA等信息提�。黄渲校谜焓盏ピ拱≧S_232接口、USB接口和Ethernet接口，用于完成所述 信息的传输。 其中，该侦收单元还包括模数处理单元，设置在所述射频信号处理单元内，用于 将所述天线接收到的信号进行模数转换。其中，该侦收单元还包括DDR RAM接口，用于连接DDR RAM和基带信号处理单元 和用于连接DDR RAM和通信服务单元，前者用于将所述基带处理单元的数据缓存到DDR RAM 和将所述基带处理单元的易失性数据保存到DDR RAM，后者用于将所述通信服务单元接收 到的主控中心信息缓存到DDRRAM。其中，该侦收单元还包括FLASH ROM接口，用于连接FLASH ROM和基带处理单元 和用于连接FLASH ROM和通信服务单元，前者用于将所述基带处理单元的非易失性数据保 存到FLASH ROM，后者用于将所述通信服务单元的非易失性数据保存到FLASH ROM。其中，所述基带处理单元上还设置有JTAG接口、LED接口、3uMAC/PHY接口、PROM 配置接口和硬件用户DIP转换接口。所述该侦收单元特征还包括布置于蜂窝通信基站附近或与蜂窝移动通信基站共 站架设，使用所述天线单元侦收蜂窝单元上空目标反射信号，并通过基站El接口接入核心 网。所述通信服务单元，用于侦收单元与主控制中心的通信，完成侦收单元测量数据 的上报和主控制中心信息的下传；所述通信链路，通过移动通信基站控制器接入El接口，提供所述侦收单元与所述 主控制中心的物理链接链路，实现侦收单元与主控中心的互联，用于信息传输；所述数据融合单元，用于完成多侦收站上传数据的筛选、最优组合，并向目标定位 单元传送筛选组合后的数据；所述目标定位/跟踪单元，接收数据融合单元数据，完成目标位置解算，目标跟 踪，并向航迹显示单元发送目标位置信息，同时把目标位置信息送至目标识别单元；所述目标识别单元，用于完成目标识别，并向行航迹显示单元发送目标类别信 息；所述综合显示控制单元，接收目标定位/跟踪单元的目标位置信息和目标识别单 元的目标类别信息，并完成目标的航迹显示。所述二次搜索决策单元，接收定位/跟踪单元的目标信息和综合显示控制单元的 指令信息，决策并完成二次搜索信息下发。所述侦收设备管理单元，接收各侦收单元的设备状况信息，并完成各个侦收单元 的控制和管理。一种基带信号处理的方法应用在基带处理单元中，所述基带处理单元包括直达 信号抑制单元、二维相关处理单元、目标回波信息提取单元；该方法包括步骤直达信号抑制单元根据侦收信号中强直达信号进行自适应直达信号抑制，并向二 维相关处理单元发送抑制直达信号后的基带数据；二维相关处理单元根据所述抑制直达信号后的基带数据进行时频二维互相关计算，并将计算结果发送至目标回波信息提取单元；目标回波信息提取单元根据所述计算结果提取目标信息。一种定位/跟踪的方法应用在目标定位/跟踪单元，所述目标定位/跟踪单元包括单站Α0Α/Τ0Α定位单元、多站A0A/TD0A定位单元；该方法包括步骤定位/跟踪单元接收数据融合单元送来的测量数据，如果测量数据仅来自同一侦 收单元则启动单站Α0Α/Τ0Α定位单元，如果测量数据包含来自多个侦收单元则启动多站 A0A/TD0A定位单元。一种二次搜索的方法应用在主控制中心与各个侦收单元，该方法包括步骤侦收单元提取可能的目标信息，上传主控中心；主控中心对多个侦收单元上传的上述目标信息进行融合，如满足目标定位条件， 则计算目标位置、速度等信息，并向可能观测到该目标的所有侦收单元下发二次搜索信息， 信息包含目标当前的位置、速度等信息；如不满足目标确定条件，则根据上述信息对待确定 目标的真实性、重要程度进行评估，根据评估结果作出是否下发二次搜索信息，如需则二次 搜索信息包含估计的目标位置区域、估计的目标速度范围等信息；侦收单元根据主控中心二次搜索信息，重点搜索目标可能出现区域。从上述技术方案可以看出，本发明提供的基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布 式无源探测系统，通过分布在蜂窝移动通信基站的各侦收单元接收目标信息，利用移动通 信核心网络传输探测信息，最后在主控中心对各侦收单元上传信息进行汇算，完成目标定 位、目标跟踪、目标识别，因此该探测系统是一种基于蜂窝移动通信基站的、分布式的无源 探测系统；本系统充分利用现有的民用设施具有布置容易、覆盖区域广、维护成本低、侦收 设备可实现无人值守、人力成本低等优点。
图1为传统无源探测模式提供的无源探测实施方案示意图；图2为本发明实施例提供的无源探测实施方案示意图；图3为本发明实施例提供的侦收单元的结构原理图；图4为本发明实施例提供的主控中心的逻辑结构原理图；图5为本发明实施例提供的基带信号处理的流程图；图6为本发明实施例提供的定位/跟踪的流程图；图7为本发明实施例提供的二次搜索的流程图。
具体实施例方式为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施 例。本发明实施例提供一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 用于无源探测。该探测系统采用多侦收设备分布式布置和探测，以及主控中心集中汇算、定 位和跟踪的方式。“分布式”的结构，能最大限度地使探测系统无缝覆盖整个探测区域。“中 心汇算”的方式，能最大限度地收集分布在各个区域的侦收设备的探测信息。其核心内容之一是主控中心和侦收设备分布式布置的系统组成方式。各侦收设备完成所在区域的信号侦收，目标检测。如图2，该分布式无源探测系统，包括若干同基站架设的侦收设备200和主控中心 201。其中，如图3所示，所述侦收单元主要200包括天线单元300、射频信号处理单元301、 GPS/GL0NASS/BD2接收天线302、同步授时单元303、基带信号处理单元304、通信服务单元 305等；其中，如图4所示，所述主控中心201包括通信服务 单元401、数据融合单元402、 定位/跟踪单元403、目标识别单元404、综合显示控制单元405、二次搜索决策单元406和 侦收设备管理单元407。射频信号处理单元301接收来自天线单元300接收的CDMA信号，同时把这些信号 变频到中频，再将中频信号进行模数转换，模数转换后的数字信号经DDC变频到基带，最后 将所述基带信号发送至基带信号处理单元304 ；同步授时单元303接收来自GPS/GL0NASS/ BD2接收天线302接收的GPS/GL0NASS/BD2卫星信号，根据所述卫星信号进行PVT解算，同 时将秒脉冲PPS和时间信息发送至基带信号处理单元304 ；基带信号处理单元304接收所 述基带信号、PPS和时间信息，经处理后将探测信号发送至通信服务单元305。在侦收单元进一步的实施例中，该多该侦收单元还包括DDR RAM(双倍数据速率 内存)接口 308，用于连接DDR RAM和所述基带信号处理单元304，用于将所述基带信号处理 单元304的数据缓存到DDR RAM和将所述基带信号处理单元304的易失性数据保存到DDR RAM0在侦收单元进一步的实施例中，该侦收单元还包括FLASHR0M(闪存)接口 307，用 于连接FLASH ROM和基带信号处理单元304，用于将所述基带信号处理单元304的非易失性 数据保存到FLASH ROM。用于写入相应的基带信号处理单元304的固件代码，防止数据丢失。进侦收单元一步的实施例中，所述基带信号处理单元304上还设置有JTAG(联合 测试工作组)接口 306、LED(发光二极管)接口、PROM(可编程的存储器)配置接口和硬件 用户DIP(双列直插式封装)转换接口。JTAG接口，实现硬件调试和便捷扫描配置。PROM 配置接口，实现程序的非易失性配置。该基带信号处理单元304上还设置有LED接口，指示 各个硬件的状态。进侦收单元一步的实施例中，同步授时单元303还向射频信号处理单元301输出 IOMHz时钟，以实现射频信号处理单元301时钟锁定。本发明实施还提供一种信号处理方法，应用在基带信号处理单元304中，所述基 带处理单元包括直达信号抑制单元、时频二维相关处理单元、目标回波信息提取单元；如 图5所示，该方法包括步骤所述直达信号抑制单元501根据侦收信号中强直达信号进行自适应直达信号抑 制，并向时频二维相关处理单元发送抑制直达信号后的基带数据；所述时频二维相关处理单元502根据所述抑制直达信号后的基带数据进行时频 二维互�：扑悖⒔扑憬峁⑺椭聊勘昊夭ㄐ畔⑻崛〉ピ凰瞿勘昊夭ㄐ畔⑻崛〉ピ�503根据所述计算结果提取目标信息。本发明实施还提供一种定位/跟踪的方法应用在目标定位/跟踪单元，所述目标 定位/跟踪单元包括单站Α0Α/Τ0Α定位单元、多站A0A/TD0A定位单元；如图6所述，该方 法包括步骤
601 定位/跟踪单元接收数据融合单元送来的测量数据。602 若测量数据仅来自同一侦收单元则启动单站Α0Α/Τ0Α定位单元，若测量数据 包含来自多个侦收单元则启动多站A0A/TD0A定位单元。本发明实施还提供一种二次搜索的方法应用在主控制中心与各个侦收单元，如图 7所示，该方法包括步骤701 侦收单元提取可能的目标信息，上传主控中心； 702:主控中心对多个侦收单元上传的上述目标信息进行融合，如满足目标定位条 件，则计算目标位置、速度等信息，并向可能观测到该目标的所有侦收单元下发二次搜索信 息，信息包含目标当前的位置、速度等信息；如不满足目标确定条件，则根据上述信息对待 确定目标的真实性、重要程度进行评估，根据评估结果作出是否下发二次搜索信息，如需则 二次搜索信息包含估计的目标位置区域、估计的目标速度范围等信息；703:侦收单元根据主控中心二次搜索信息，重点搜索目标可能出现区域。以上对本发明实施例所提供的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的无源探测 系统进行了详细介绍，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统，其特征在于，包括侦收单元、通信链路和主控制中心，其中，所述侦收单元包括天线单元、射频信号处理单元、基带信号处理单元、同步授时单元和通信服务单元；所述主控制中心包括通信服务单元、数据融合单元、目标定位/跟踪单元、目标识别单元、综合显示控制单元、二次搜索决策单元和侦收设备管理单元；所述天线单元，主要接收仰角为30度以上方向的信号；所述射频信号处理单元，与所述天线单元链接，用于接收天线单元接收到的侦测信号，并将所述侦测信号生成零中频基带数据，并向所述基带信号处理单元发送基带数据；所述基带信号处理单元，与射频信号单元和同步授时单元链接，用于接收射频单元发送的基带数据和同步授时单元的时间信息和PPS，根据PPS对基带数据赋予时间信息，对所述基带数据进行直达信号和多径信号抑制，并进行目标反射信号TOA、FOA、DOA、AOA等信息提�。凰鐾ㄐ欧竦ピ糜谡焓盏ピ胫骺刂浦行牡耐ㄐ牛瓿烧焓盏ピ饬渴莸纳媳ê椭骺刂浦行男畔⒌南麓凰鐾ㄐ帕绰罚ü贫ㄐ呕究刂破鹘尤隕1接口，提供所述侦收单元与所述主控制中心的物理链接链路，实现侦收单元与主控中心的互联，用于信息传输；所述数据融合单元，用于完成多侦收站上传数据的筛选、最优组合，并向目标定位单元传送筛选组合后的数据；所述目标定位/跟踪单元，接收数据融合单元数据，完成目标位置解算，目标跟踪，并向航迹显示单元发送目标位置信息，同时把目标位置信息送至目标识别单元；所述目标识别单元，用于完成目标识别，并行航迹显示单元发送目标类别信息；所述综合显示控制单元，接收目标定位/跟踪单元的目标位置信息和目标识别单元的目标类别信息，并完成目标的航迹显示。所述二次搜索决策单元，接收定位/跟踪单元的目标信息和综合显示控制单元的指令信息，决策并完成二次搜索信息下发。所述侦收设备管理单元，接收各侦收单元的设备状况信息，并完成各个侦收单元的控制和管理。
2.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述的侦收单元布置于蜂窝通信基站附近或与蜂窝移动通信基站共站架设， 使用所述天线单元侦收蜂窝单元上空目标反射信号，并通过基站El接口接入核心网。
3.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述的侦收单元还包括RS_232接口、USB接口和Ethernet接口，用于完成所 述信息的传输。
4.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述的侦收单元还包括模数处理单元，设置在所述射频信号处理单元内，用 于将所述自适应波束形成天线接收到的信号进行模数转换。
5.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述的侦收单元还包括DDR RAM接口，用于连接DDR RAM和基带信号处理单 元和用于连接DDR RAM和通信服务单元，前者用于将所述基带处理单元的数据缓存到DDRRAM和将所述基带处理单元的易失性数据保存到DDR RAM，后者用于将所述通信服务单元接 收到的主控中心信息缓存到DDR RAM。
6.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述的侦收单元还包括FLASH ROM接口，用于连接FLASH ROM和基带处理单 元和用于连接FLASH ROM和通信服务单元，前者用于将所述基带处理单元的非易失性数据 保存到FLASH ROM，后者用于将所述通信服务单元的非易失性数据保存到FLASH ROM。
7.如权利要求1所述的一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统， 其特征在于，所述基带处理单元上还设置有JTAG接口、LED接口、3u MAC/PHY接口、PROM配 置接口和硬件用户DIP转换接口。
8.一种基带信号处理的方法，其特征在于，应用在基带处理单元中，所述基带处理单元 包括直达信号抑制单元、时频二维相关处理单元、目标回波信息提取单元；该方法包括步 骤直达信号抑制单元根据侦收信号中强直达信号进行自适应直达信号抑制，并向时频二 维相关处理单元发送抑制直达信号后的基带数据；时频二维相关处理单元根据所述抑制直达信号后的基带数据进行时频二维互模糊计 算，并将计算结果发送至目标回波信息提取单元；目标回波信息提取单元根据所述计算结果提取目标信息。
9.一种定位/跟踪的方法，其特征在于，应用在目标定位/跟踪单元，所述目标定位/ 跟踪单元包括单站Α0Α/Τ0Α定位单元、多站A0A/TD0A定位单元；该方法包括步骤定位/跟踪单元接收数据融合单元送来的测量数据，如果测量数据仅来自同一侦收单 元则启动单站Α0Α/Τ0Α定位单元，如果测量数据包含来自多个侦收单元则启动多站AOA/ TDOA定位单元。
10.一种二次搜索的方法，其特征在于，应用在主控制中心与各个侦收单元，该方法包 括步骤侦收单元提取可能的目标信息，上传主控中心；主控中心对多个侦收单元上传的上述目标信息进行融合，如满足目标定位条件，则计 算目标位置、速度等信息，并向可能观测到该目标的所有侦收单元下发二次搜索信息，信息 包含目标当前的位置、速度等信息；如不满足目标确定条件，则根据上述信息对待确定目标 的真实性、重要程度进行评估，根据评估结果作出是否下发二次搜索信息，如需则二次搜索 信息包含估计的目标位置区域、估计的目标速度范围等信息；侦收单元根据主控中心二次搜索信息，重点搜索目标可能出现区域。
全文摘要
本发明提供了一种基于蜂窝移动通信基站及其网络的分布式无源探测系统，包括侦收单元、通信链路和主控制中心，其中，所述侦收单元包括天线单元、射频信号处理单元、基带信号处理单元、同步授时单元和通信服务单元；所述主控制中心包括通信服务单元、数据融合单元、目标定位/跟踪单元、目标识别单元、综合显示控制单元、二次搜索决策单元和侦收设备管理单元。本发明提供的基于蜂窝移动通信基站及其网络的无源探测系统具有易于广泛布置，覆盖范围广泛、具有良好的抗毁性和隐蔽性。
文档编号G01S19/10GK101986169SQ20101024944
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者张继宏 申请人:重庆星熠导航设备有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
